Terminas „nykštukinė planeta“per pastaruosius porą metų sulaukė negirdėto populiarumo. Kaip dalis trijų krypčių objektų, skriejančių aplink Saulę, kategorija, šis terminas buvo priimtas 2006 m., Nes aptikta objektų, esančių už Neptūno orbitos, savo dydžiu palyginamų su Plutonu. Nuo to laiko jis buvo naudojamas daugeliui Saulės sistemos objektų apibūdinti, panaikinant senąją klasifikavimo sistemą, kurioje buvo devynios planetos.
Be to, šis terminas sukėlė painiavą ir ginčus, visų pirma susijusių su jo taikymu tokioms įstaigoms kaip Plutonas. Nepaisant to, Tarptautinė astronomijos sąjunga (IAU) penkis mūsų Saulės sistemos kūnus pripažįsta nykštukinėmis planetomis, artimiausiais metais bus nustatyti dar šeši ir apie 200 tokių kūnų gali būti Kuiperio juostoje.
Apibrėžimas
Pagal 2006 m. IAU priimtą apibrėžimą, nykštukinė planeta yra „žvaigždės orbitoje esantis dangaus kūnas, kuris yra pakankamai masyvus, kad būtų suapvalintas pagal savo sunkumą, tačiau neišvalo artimiausio regiono nuo planetosgimčių ir nėra palydovas. Be to, jis turi turėti pakankamai masės, kad būtų galima įveikti gniuždymo jėgą ir pasiekti hidrostatinę pusiausvyrą."
Iš esmės šis terminas reiškia bet kurį planetos masės objektą, kuris nėra nei planeta, nei natūralus palydovas, atitinkantis du pagrindinius kriterijus. Pirma, jis turi būti tiesioginėje Saulės orbitoje, o ne mėnulis aplink kitą kūną. Antra, jis turi būti pakankamai masyvus, kad įgautų sferinę formą, veikiant savo jėgai. Ir, priešingai nei planetoje, jai nereikia išvalyti aplink savo orbitą esančios aplinkos.
Dydis ir svoris
Reklaminis vaizdo įrašas:
Kad kūnas suapvalėtų, jis turi būti pakankamai masyvus, kad gravitacija taptų dominuojančia jėga, veikiančia kūno formą. Dėl šios masės sukurto vidinio slėgio paviršius taps plastikinis, išlygins aukštus pakilimus ir užpildys įdubas. Mažesni nei kilometro skersmens kūnai to nedaro (kaip ir asteroidai), juos valdo jėgos, esančios už jų pačių gravitacijos jėgų, kurios linkusios išlaikyti netaisyklingas formas.
Didžiausi žinomi trans-Neptūno objektai (TNO)
Tuo tarpu kelių kilometrų skersmens kūnai - kai gravitacija yra reikšminga, bet ne dominuojanti - įgauna sferoido arba „bulvės“formą. Kuo didesnis kūnas, tuo didesnis jo vidinis slėgis, kol jo pakaks įveikti vidinę suspaudimo jėgą ir pasiekti hidrostatinę pusiausvyrą. Šiuo metu kūnas tampa kuo apvalesnis, atsižvelgiant į jo sukimąsi ir potvynio poveikį. Tai yra nykštukinės planetos ribos apibrėžimas.
Tačiau sukimasis taip pat gali paveikti nykštukinės planetos formą. Jei kūnas nesisuka, tai bus rutulys. Kuo greičiau jis sukasi, tuo jis bus pailgesnis ar universalesnis. Kraštutinis to pavyzdys yra Haumea, kurios pagrindinė ašis yra beveik dvigubai ilgesnė nei ašigalių. Potvynio jėgos taip pat lemia tai, kad kūno sukimasis palaipsniui užblokuojamas, o kūnas lieka vienoje kompaniono pusėje. Kraštutinis tokios sistemos pavyzdys yra Plutonas - Charonas, abu kūnai yra baisiai užrakinti tarpusavyje.
IAU nenustato viršutinių ir apatinių nykštukinių planetų dydžio ir masės ribų. Nors apatinę ribą lemia pusiausvyros hidrostatinės formos pasiekimas, dydis ar masė, prie kurios šis objektas pasiekia tą formą, priklauso nuo jo sudėties ir šiluminės istorijos.
Pavyzdžiui, iš kietų silikatų (pavyzdžiui, uolų asteroidų) pagaminti kūnai turi pasiekti maždaug 600 kilometrų skersmens ir 3,4 x 10 ^ 20 kg masės hidrostatinę pusiausvyrą. Mažiau standaus vandens ledo telkinio atveju ši riba bus artimesnė 320 km ir 10 ^ 19 kg. Dėl to šiuo metu nėra konkretaus standarto, kaip apibrėžti nykštukinę planetą pagal jos dydį ar masę, tačiau ji paprastai apibrėžiama atsižvelgiant į jos formą.
Orbitos padėtis
Be hidrostatinės pusiausvyros, daugelis astronomų primygtinai reikalavo nubrėžti liniją tarp planetų ir nykštukinių planetų, nes jie nesugeba „išvalyti savo orbitos apylinkių“. Trumpai tariant, planetos gali pašalinti mažesnius kūnus šalia savo orbitos susidūrimo, gaudymo ar gravitacijos sutrikimo dėka, o nykštukinės planetos neturi reikiamos masės tam pasiekti.
Norėdami apskaičiuoti tikimybę, kad planeta išvalys savo orbitą, planetų mokslininkai Alanas Sternas ir Haroldas Levinsonas pateikė parametrą, kurį jie žymi raide „lambda“.
Šis parametras išreiškia susidūrimo tikimybę, atsižvelgiant į nurodytą objekto orbitos nuokrypį. Šio parametro reikšmė Sterno modelyje yra proporcinga masės kvadratui ir atvirkščiai proporcinga laikui ir gali būti naudojama norint įvertinti kūno potencialą išvalyti jo orbitos apylinkes.
Astronomai, tokie kaip Niujorko universiteto mokslininkas Stephenas Soteris ir Amerikos gamtos istorijos muziejaus narys, siūlo naudoti šį parametrą, kad nubrėžtų ribą tarp planetų ir nykštukinių planetų. Soteras taip pat pasiūlė parametrą, kurį jis vadina planetos diskriminantu - žymimu raide mu - kuris apskaičiuojamas padalijant kūno masę iš bendros toje pačioje orbitoje esančių objektų masės.
Pripažintos ir galimos nykštukinės planetos
Šiuo metu yra penkios nykštukinės planetos: Plutonas, Eris, Makemake, Haumea ir Ceresas. Vien tik Ceresas ir Plutonas buvo pakankamai pastebėti, kad būtų neginčijamai priskirti šiai kategorijai. IAU nusprendė, kad neįvardyti trans-Neptunijos objektai (TNO), kurių absoliutus dydis yra ryškesnis nei +1 (ir matematiškai apribotas mažiausiu 838 km skersmeniu), turėtų būti priskiriami nykštukinėms planetoms.
Šiuo metu svarstomi potencialūs kandidatai yra Orc, 2002 m. MS4, Salazija, Kwavar, 2007 m. OR10 ir Sedna. Visi šie objektai yra Kuiperio juostoje; išskyrus atskirai nagrinėjamą Sedną - atskirą dinaminių TNO klasę išorinėje Saulės sistemoje.
Gali būti, kad Saulės sistemoje yra dar 40 objektų, kuriuos teisingai galima pavadinti nykštukinėmis planetomis. Manoma, kad Kuiperio juostoje ją ištyrus galima rasti iki 200 nykštukinių planetų, o už šios juostos jų skaičius gali viršyti 10 000.
Nesutarimai
Iškart po IAU sprendimo dėl planetos apibrėžimo, nemažai mokslininkų pareiškė nesutikimą. Mike'as Brownas (Eris atradusios „Caltech“grupės vadovas) sutinka sumažinti planetų skaičių iki aštuonių. Tačiau nemažai astronomų, tokių kaip Alanas Sternas, sukritikavo IAU apibrėžimą.
Sternas teigia, kad, kaip ir Plutonas, Žemė, Marsas, Jupiteris ir Neptūnas taip pat ne visiškai išvalo savo orbitos zonas. Žemė sukasi aplink Saulę su 10 000 arti žemės esančių asteroidų, kurie, Sterno vertinimu, prieštarauja Žemės orbitos išvalymui. Tuo tarpu Jupiterį orbitiniu keliu lydi 100 000 Trojos asteroidų.
2011 m. Sternas nurodė Plutoną kaip planetą ir laikė kitas nykštukines planetas, tokias kaip Ceresas ir Erisas, taip pat didelius mėnulius, papildančiomis planetomis. Tačiau kiti astronomai teigia, kad nors didžiosios planetos ir neišvalo savo orbitos, jos visiškai kontroliuoja kitų orbitos zonoje esančių kūnų orbitas.
Kitas prieštaringai vertinamas naujas planetų apibrėžimas yra susijęs su planetomis, esančiomis už Saulės sistemos ribų. Ekstrasolinių objektų aptikimo metodai tiesiogiai nenustato, ar objektas išvalo orbitą, tik netiesiogiai. Todėl 2001 m. IAU patvirtino atskirus „darbinius“apibrėžimus, susijusius su saulės spindulių planetomis, įskaitant šį abejotiną kriterijų: „Minimali masė / dydis, reikalingas norint laikyti ekstrasolinį objektą planeta, turi atitikti Saulės sistemai priimtinus parametrus“.
Nors ne visi IAU nariai pasisakė už šio planetų ir nykštukinių planetų apibrėžimo priėmimą, NASA neseniai paskelbė, kad naudosis naujomis IAU nustatytomis gairėmis. Nepaisant to, diskusijos dėl 2006 m. Sprendimo dar nesibaigė, ir mes galime tikėtis tolesnių pokyčių šioje srityje, kai bus atrasta ir nustatyta daugiau „nykštukinių planetų“.
Nykštukinę planetą apibrėžti IAU standartais yra gana lengva, tačiau Saulės sistemą pritaikyti trijų pakopų klasifikavimo sistemai bus sunkiau, nes mūsų supratimas apie Visatą išsiplės.
Ilja Khelis